Etude de la fiabilité porteurs chauds et des performances des ...

tel-00117263, version 2 - 29 Jan 2007
IV.1.4 Equivalence pour les transistors PMOS
a ) Durée de vie en fonction de IBS
Chapitre IV
L’ensemble des expressions que nous venons d’établir sont appliquées au transistor NMOS,
pour lequel a été développé le LEM. Pour transposer ces résultats au transistor PMOS, il faut
reconsidérer l’analyse puisque les mécanismes de vieillissement sont différents.
Les résultats de stress que nous avons présentés au chapitre précédent (III.2.2.b) ont mis en
avant les spécificités du transistor PMOS vis à vis des injections de porteurs chauds. Nous avons
montré que le PMOS se voit fortement dégradé sous injection d’électrons chauds (au maximum
du courant de Grille électronique). Il présente une forte charge négative piégée dans l’oxyde
de Grille [11], qui se traduit par une variation des paramètres en logarithme du temps [12]. La
nécessité de mettre en place de nouvelles méthodologies pour la détermination de la durée de
vie des PMOS est renforcée par la multiplicité des mécanismes qui peuvent intervenir dans le
vieillissement de la structure : Nit, N − ot et N + ot [13].
Cas HE Dans le cas de l’injection HE (maximum du courant de Grille électronique, à bas
|VGS|), le mécanisme dominant pour les oxydes épais est le piégeage de charges négatives dans
la région du Drain, conduisant à une réduction de la longueur active du canal [14]. Dans ces
conditions la structure est dans le mode DAHE. L’analogie entre ce mécanisme et la dégrada-
tion au maximum du courant substrat dans le PMOS nous permet d’écrire la probabilité P pour
un électron chaud d’être injecté et piégé dans l’oxyde [1]:
P ∝ IBS exp
� −φot,e
qλeξm
φot,e représente l’énergie minimale pour créer ou remplir un défaut d’oxyde. (IV.11) se trans-
forme ainsi en :
W
τ = C3
IBS
�
� �
φot,e
exp
qλeξm
(IV.17)
Dans le PMOS le courant Substrat s’obtient par le produit du nombre de trous disponibles dans
le canal (∝ IDS) et la probabilité d’ionisation par impact (∝ exp[−φi,h/(qλhξm)]) :
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